阐述激发学生开发课堂演示实验,激发学生学习兴趣

更新时间:2024-02-17 点赞:22860 浏览:98972 作者:用户投稿原创标记本站原创

摘要:物理学是一门以实验为基础的科学,课堂演示实验是物理教学的重要手段。它可将抽象的概念变为直覌的现象和具体实在的数据;把枯燥的理论变为生动活泼的现实情景,吸引学生的注意力,增加感性认识,推动思维,发现问题,激发学习兴趣和求知欲。多年的教学实践中我们非常重视演示实验的开设研制工作,从实际出发就地取材开发研制了多个演示实验教具,收到良好的教学效果。下面是我们自制的“磁滞回线演示”教具。
关键词: 磁滞回线、教具原理、电路图、设计特点
问题来由: 铁磁性物质的磁特性与我们现代生活息息相关。如:涡流的产生、电磁炉的原理、计算机记忆元件、磁屏蔽的利用、永久磁铁等。磁滞回线就是表征铁磁性材料磁特性的重要参量。铁磁性物质在反复磁化过程中, 当铁磁质达到饱和状态后, 如果减小磁化场强度H, 磁感应强度B(或M)的变化滞后于H的变化,这种现象叫磁滞,H—B的变化关系曲线叫磁滞回线。分析某铁磁性材料的磁滞回线,可帮助学生理解在该材料中磁场强度H和磁感应强度B变化的关系。物理教材中关于磁滞回线的描述比较抽象,如果仅凭教师课堂讲解学生很难理解甚至难留印象。那么,演示磁滞回线可以形象直观地表现这种关系。可帮助学生分析不同物质其磁特性的不同及用途之别。为此,我们就地取材,自制磁滞回线演示装置如下:
教具设计特点:经济、简便、源于:论文集www.618jyw.com
直观、效果好。
设计电路图及电器元件参数:
图中R1为10W,100Ω 的线绕电阻,R2选用

2.4KΩ,0.5W±5%的碳膜电阻,C选用25V,10μf的电解电容。

设计原理:上图中S为教学用可拆变压器,初级为220V,次级为12V,C最好选用损耗小的油浸电容,亦可用电解电容器代替。在这个电路中当n1线圈中通以交流电后就会产生周期性的变化磁场使铁芯反复磁化,电路中R1两端的电压U1与流过线圈n1的电流I1成正比且同相位(因n1的感抗xL1>>R1)亦即与磁场强度H成正比,且同相位。将这个电压加到示玻器X轴上就可以摸拟磁场强度H的变化,同时因磁场强度H的周期变化使n2线圈中有感生电势产生,该电势通过R2给C充电,可以证明C两端的电压与变压器铁芯中的磁感应强度B成正比(R2>>Xc)且与n1中的电流I1相位相近,所以将这个电压加到示波器Y轴上就可以模拟相应的磁感应强度B的变化。这样就在X、Y轴上分别加了代表H、B变化量的信号,示波器屏上便显示出H与B的关系曲线—磁滞回线。
演示方法:演示时先将示玻器X、Y衰减置于“×1”档整步旋扭置于“内”,再开启示波器,待屏上出现光点后调节位移旋扭使光点置于屏幕,将R1两端的电压接在X轴输入上,这时屏上会出现一条水平扫描线,适当调节X增益使扫描线为20—50mm,然后将C两端的电压接在Y轴输入上,适当调节Y轴微调,此时屏上会出现磁滞回线图形。
更换变压器铁芯材料可以观察到不同铁磁性材料的磁滞回线。
注意事项;

1.电源正、负极不能接反。

2.R1应选用功率较大的电阻。

结语:上述课堂演示教具制作经济简单,携带方便,形象直观。在此之前讲解磁滞回线时,学生的反映就一个字“粘”,使用演示教具后,再讲磁滞回线,头脑中第一个出现的是示波器显示屏上不同的磁滞回线图形,近而联想到与图形对应的铁磁物质,以及它的用途和与之相关的知识。变抽象为具体,化复杂为简单,使枯燥为生动,激发学生兴趣,调动求知,加深概念理解,提高学习效率。这也正是实验教学的魅力所在,它在物理课教学中发挥着尤为重要的作用。
参考文献:

1.《大学物理》宋明玉主编 全国高职高专规划教材 2009年10月清华大学出版社

2.《普通物理学》黄新民、张晋鲁主编2005年6月南京大学出版社出版

3.《大学物理实验》柴成钢、罗贤清等编2010年1月科技出版社出版

4.《电工基础实验》吴涛主编1996年 3月高等教育出版社出版
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